執行 QGIS 工作排程¶

使用 Python 腳本 (PyQGIS) 搭配處理框架，許多工作可以在 QGIS 中自動處理。在一般情況下，我們是在 QGIS 開啟時，手動執行這些腳本；不過有些時候，你或許會希望有方法可以讓這些腳本在不開啟 QGIS 的情況下，直接於指令列中執行。沒問題，在本教學中，我們就來看看要怎麼使用獨立的 Python 環境，使用 QGIS 提供的函數庫與處理框架，撰寫腳本和工作排程，並直接在命令列中執行。

內容說明¶

讓我們假設我們要為某區域的 shapefile 進行分析，此 shapefile 每天會更新一次，而我們隨時都要使用最新的檔案，而且在我們使用檔案內的資料之前，還要稍微「清理」一下它們。因此，我們要設計一個 QGIS 流程，可以每日自動執行以上工作，這樣我們隨時都能把我們的資料分析保持在最新的狀態。以下我們要撰寫一個獨立的 Python 腳本，每日下載最新的 shapefile，然後對其執行拓樸清理（topological cleaning）運算。

你還會學到這些¶

使用 Python 下載檔案並解壓縮
使用 PyQGIS 執行地理運算
修正向量圖層中的拓撲誤差

取得資料¶

Geofabrik 提供每日更新的 OpenStreetMap 資料集的 shapefile。

我們在本練習中要使用斐濟的 shapefiles。下載 fiji-latest.shp.zip 然後解壓到硬碟中。

資料來源 [GEOFABRIK]

操作流程¶

首先我們來手動清理此 shapefile，熟悉一下我們等一下要在 Python 腳本中加入的指令。打開 QGIS，選擇圖層 ‣ 加入圖層 ‣ 加入向量圖層。

選擇下載後解壓縮的內容中的 roads.shp 並按下確定。

第一件事是重投影道路圖層到專案的 CRS，這樣一來我們就可以使用公尺而不是角度來當作等下分析使用的單位。選擇地理運算 ‣ 工具箱。

尋找 Reproject layer 工具，點兩下開啟對話窗。

在 Reproject layer 視窗中，輸入圖層選擇 roads，目標 CRS 選擇 EPSG:3460 Fiji 1986 / Fiji Map Grid，按下 Run。

處理完成後可以看到重投影的圖層已載入到 QGIS 中。選擇地理運算 ‣ 歷程與日誌。

在歷程與日誌視窗中，展開 Algorithm 資料夾然後選擇最新一筆的紀錄，就會看到完整的處理指令顯示在下方面板中。這就是我們等下要使用在腳本內的指令。

回到 QGIS 視窗，按下右下角的 CRS 按鈕。

在專案屬性 | CRS 視窗中，勾選開啟即時 CRS 轉換，然後選擇 EPSG:3460 Fiji 1986 / Fiji Map Grid 為專案 CRS，這樣就能確保原本的圖層和重投影過的圖層都會正確顯示。

現在我們要來執行清理操作了。GRASS 具有強大的拓樸清理工具，在 QGIS 中可透過 v.clean 運算法存取。在地理運算工具箱中尋找此演算法，然後點兩下開啟視窗。

有關此工具的更多說明，可以在 Help 分頁中找到，而在此教學中，我們要使用 snap 工具來清除任何在 1 公尺之內多餘的線條頂點。在 Layer to clean 中選擇 Reprojected layer，然後在 Cleaning tool 中選擇 snap，在 Threshold 中輸入 1.00，其他欄位留白，按下 Run。

處理完成後，會有 2 個新圖層加入 QGIS 中。Cleaned 是經過拓樸誤差修正後的圖層，而 Errors 則顯示了有修改過的圖徵，因此你可以參考 Errors 圖層，縮放地圖以查看被移除的頂點們。

選擇地理運算 ‣ 歷程與日誌，然後查看我們等一下要使用的命令列指令。

現在我們已經做好寫程式碼的準備了！如果你需要設定文字編輯器或 IDE，請參考在以 Python 製作附加元件一章中的 編輯器或 Python IDE 的說明。為了要在獨立的 Python 腳本中使用 QGIS，我們必須要先設定好系統配置才行。有個方便的方法是透過 .bat 檔案來執行，此檔案會先設定好正確的配置選項，然後再呼叫 Python 腳本。因此，請建立稱為 launch.bat 的新檔案然後輸入以下文字，記得根據你的 QGIS 配置改動其中的一些參數值，也別忘記把存取 Python 檔案的路徑中的使用者名稱替換成你自己的。如果你是透過 OSGeo4W Installer 安裝 QGIS 的話，在此檔案中的路徑會與你的系統路徑相同。最後存檔到你的桌面。

備註

Linux 和 Mac 的使用者則需要使用 shell 腳本來設定路徑和環境變數。

REM Change OSGEO4W_ROOT to point to the base install folder
SET OSGEO4W_ROOT=C:\OSGeo4W64
SET QGISNAME=qgis
SET QGIS=%OSGEO4W_ROOT%\apps\%QGISNAME%
set QGIS_PREFIX_PATH=%QGIS%
REM Gdal Setup
set GDAL_DATA=%OSGEO4W_ROOT%\share\gdal\
REM Python Setup
set PATH=%OSGEO4W_ROOT%\bin;%QGIS%\bin;%PATH%
SET PYTHONHOME=%OSGEO4W_ROOT%\apps\Python27
set PYTHONPATH=%QGIS%\python;%PYTHONPATH%

REM Launch python job
python c:\Users\Ujaval\Desktop\download_and_clean.py
pause

建立新的 Python 檔然後輸入以下程式碼，檔名取為 download_and_clean.py 然後儲存至桌面。

from qgis.core import *
print 'Hello QGIS!'

切換到桌面，找到 launch.bat 然後點它兩下，腳本會開始執行，並會同時開啟一個命令列視窗。如果你在命令列視窗中看到了 Hello QGIS! 字樣出現，那就表示之前的設定和操作一切順利。如果你發現錯誤或沒有看到以上文字的話，請檢查 launch.bat 的內容，然後確認所有的路徑在你的作業系統中都是正確的。

回到文字編輯器，編輯 download_and_clean.py 並加入以下的程式碼。這個段落用來快速啟動 QGIS，如果你在 QGIS 中執行腳本，並不需要此段落；但由於我們要在 QGIS 不開啟的狀況下執行，程式最前端就必須放上這幾行，同時要注意有把使用者名稱改成你自己的才行。完成之後，存檔然後再次執行 launch.bat，如果你看到 Hello QGIS! 列印出來，就表示可以開始在腳本中加入地理運算的流程了。

import sys
from qgis.core import *

# Initialize QGIS Application
QgsApplication.setPrefixPath("C:\\OSGeo4W64\\apps\\qgis", True)
app = QgsApplication([], True)
QgsApplication.initQgis()

# Add the path to Processing framework
sys.path.append('c:\\Users\\Ujaval\\.qgis2\\python\\plugins')

# Import and initialize Processing framework
from processing.core.Processing import Processing
Processing.initialize()
import processing

print 'Hello QGIS!'

我們從地理運算的歷程日誌中看到的第一個運算指令，就是要放在這邊的重投影指令。因此，貼上此段指令到腳本中，然後前後加入如下所示的幾行。注意運算指令的回傳值為字典（dict）變數，其中包含了輸出圖層的路徑，因此我們在這邊把字典存成 ret 然後再列印出重投影後圖層的路徑。

roads_shp_path = "C:\\Users\\Ujaval\\Downloads\\fiji-latest.shp\\roads.shp"
ret = processing.runalg('qgis:reprojectlayer', roads_shp_path, 'EPSG:3460',
None)
output = ret['OUTPUT']
print output

透過 launch.bat 執行此腳本，就可以看到新建立的重投影圖層的路徑。

接下來要增加拓樸清理的程式碼。由於這會是我們的最終輸出，所以我們要在 grass.v.clean 函數中的最後 2 個參數加上輸出檔路徑。如果這兩個參數是空白的話，輸出檔就只會放在一個暫時資料夾之中。

processing.runalg("grass:v.clean",
                  output,
                  1,
                  1,
                  None,
                  -1,
                  0.0001,
                  'C:\\Users\\Ujaval\\Desktop\\clean.shp',
                  'C:\Users\\Ujaval\\Desktop\\errors.shp')

執行腳本後可以看到 2 個新的 shapefiles 出現在你的桌面了，到此為止我們已完成腳本的地理運算部分，接下來我們來加入從網頁中下載資料和自動解壓縮的程式碼。我們也順便把解壓縮後的檔案路徑儲存起來，給之後的地理運算函數使用。要做到這些得需要一些額外的模組才行。(本教學最後附有完整的腳本檔案供參考)

import os
import urllib
import zipfile
import tempfile

temp_dir = tempfile.mkdtemp()
download_url = 'http://download.geofabrik.de/australia-oceania/fiji-latest.shp.zip'
print 'Downloading file'
zip, headers = urllib.urlretrieve(download_url)
with zipfile.ZipFile(zip) as zf:
    files = zf.namelist()
    for filename in files:
        if 'roads' in filename:
            file_path = os.path.join(temp_dir, filename)
            f = open(file_path, 'wb')
            f.write(zf.read(filename))
            f.close()
            if filename == 'roads.shp':
                roads_shp_path = file_path

執行完成的腳本。每次執行腳本之後，就會有一份新的資料被下載並進行處理。

為了要每日自動執行腳本，我們可以使用 Windows 中的 工作排程器。開啟工作排程器之後，按下建立基本工作。

備註

Linux 和 Mac 的使用者可以使用 crontab 執行排程工作。

把工作命名為 Daily Download and Cleanup 然後按下下一步。

在觸發程序設定中選擇 每天，然後按下一步。

選擇你喜歡的時段然後按下一步。

在執行設定中選擇啟動程式，按下一步。

按下瀏覽然後選擇 launch.bat 腳本，按下下一步。

在最後一個視窗按下完成，就完成了例行排程的設定。從現在開始腳本就會每天在你選擇的時段執行，然後新的、處理過的資料就會每天產生。

以下放上完整的 download_and_clean.py 檔做為參考。

import sys
from qgis.core import *

import os
import urllib
import zipfile
import tempfile

# Initialize QGIS Application
QgsApplication.setPrefixPath("C:\\OSGeo4W64\\apps\\qgis", True)
app = QgsApplication([], True)
QgsApplication.initQgis()

# Add the path to Processing framework  
sys.path.append('c:\\Users\\Ujaval\\.qgis2\\python\\plugins')

# Import and initialize Processing framework
from processing.core.Processing import Processing
Processing.initialize()
import processing

# Download and unzip the latest shapefile
temp_dir = tempfile.mkdtemp()
download_url = 'http://download.geofabrik.de/australia-oceania/fiji-latest.shp.zip'
print 'Downloading file'
zip, headers = urllib.urlretrieve(download_url)
with zipfile.ZipFile(zip) as zf:
    files = zf.namelist()
    for filename in files:
        if 'roads' in filename:
            file_path = os.path.join(temp_dir, filename)
            f = open(file_path, 'wb')
            f.write(zf.read(filename))
            f.close()
            if filename == 'roads.shp':
                roads_shp_path = file_path

print 'Downloaded file to %s' % roads_shp_path

# Reproject the Roads layer
print 'Reprojecting the roads layer'

ret = processing.runalg('qgis:reprojectlayer', roads_shp_path, 'EPSG:3460', None)
output = ret['OUTPUT']

# Clean the Roads layer
print 'Cleaning the roads layer'

processing.runalg("grass:v.clean",
                  output,
                  1,
                  1,
                  None,
                  -1,
                  0.0001,
                  'C:\\Users\\Ujaval\\Desktop\\clean.shp',
                  'C:\Users\\Ujaval\\Desktop\\errors.shp')
print 'Success'

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